Fonctionnement hydraulique des nappes superficielles de fonds de vallées en interaction avec le réseau hydrographique - PASTEL - Thèses en ligne de ParisTech Access content directly
Theses Year : 2002

Study of the interactions between shallow water-table aquifers and the hydrographic network in small humid riparian zones

Fonctionnement hydraulique des nappes superficielles de fonds de vallées en interaction avec le réseau hydrographique

Abstract

The main objective of this PhD Thesis is to contribute to a better understanding of the functioning of shallow water-tables drained by a ditch or a stream in humid riparian zones. This should help developing models adapted to improve the management of these zones. The choice has been made to use “1 D-saturated class” models (Boussinesq equation), and more sophisticated models (Laplace, Richards) in order to verify and discuss the main assumed simplifications. Some particular boundary conditions have been studied: (i) water-table recharge heterogeneity; (ii) seepage face phenomenon; (iii) water-table reaching soil surface; (ij) downstream transient condition (free water level). Experiments have been carried out on a physical model in laboratory (MASHyNS apparatus) and at the field scale (Ru de Cétrais watershed, Loire Atlantique). A Boussinesq-based model (SIDRA 2+) has been used and adapted to the various boundary conditions previously cited. This model has been calibrated and validated from field-measurements. The water-table level has been predicted with a very good accuracy at different distances from the ditch.
L'objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension du fonctionnement hydraulique d'un système de nappe superficielle de fond de vallée, alimentée par un versant et drainée par un fossé en régime transitoire. Ceci doit aboutir à terme à un outil de modélisation permettant de tester des scénarios de gestion ou d'aménagements de ces zones humides. Le parti (pari ?) choisi a été de fonder les efforts de modélisation sur l'approche " saturée 1D " (équation de Boussinesq), tout en utilisant des modèles plus sophistiqués (Laplace, Richards) afin de servir de référence lors de la discussion et l'élaboration des hypothèses simplificatrices. En particulier, certaines conditions aux limites ont été étudiées : (i) hétérogénéité de la recharge de la nappe ; (ii) déterminisme des phénomènes de surface de suintement ; (iii) l'affleurement ; (ij) une condition aval transitoire. Des expérimentations ont été menées sur modèle physique au laboratoire (maquette MASHyNS) et sur le terrain (bassin versant du Ru de Cétrais, Loire Atlantique). Un modèle (SIDRA 2+), fondé sur une résolution numérique de l'équation de Boussinesq, a été utilisé et adapté à la prise en compte des conditions aux limites particulières évoquées. Le modèle a été calé et validé à partir des données expérimentales et a permis de prédire avec une excellente précision la position de la surface libre de la nappe à différentes distances du ru de Cétrais, en période hivernale.
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Dates and versions

tel-00003957 , version 1 (11-12-2003)

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Cite

Cyril Kao. Fonctionnement hydraulique des nappes superficielles de fonds de vallées en interaction avec le réseau hydrographique. Autre. ENGREF (AgroParisTech), 2002. Français. ⟨NNT : 2002ENGR0006⟩. ⟨tel-00003957⟩
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